Fizjologia mikcji

Zależymy od mikcji (oddawania moczu), aby wyeliminować organiczne produkty odpadowe, które są wytwarzane w wyniku metabolizmu komórek w organizmie. Układ moczowy reguluje również stężenie sodu, potasu, chlorku i innych jonów we krwi, jak również pomaga w utrzymaniu prawidłowego pH krwi, ciśnienia krwi i objętości krwi (Martini, 2002). W tym artykule skoncentrujemy się na tym, jak mocz jest produkowany, przechowywany w pęcherzu i wydalany z organizmu oraz podsumujemy niektóre problemy, które mogą powodować nietrzymanie moczu. Struktura układu moczowego jest pokazana na Rys. 1.

Powstawanie moczu

Są dwie nerki, które mają kształt fasoli i mają około 10cm długości, 5,5cm szerokości i 3cm grubości. Każda nerka waży około 150g i ma wyraźne wgłębienie przyśrodkowe – wzgórek – gdzie tętnica nerkowa i nerwy nerkowe wchodzą, a żyła nerkowa i moczowód wychodzą. Nerki wytwarzają około 30 ml lub więcej moczu na godzinę (Marieb, 2003).

Około 25 procent rzutu serca trafia do nerek (McLaren, 1996), gdzie w milionie lub więcej nefronów (ryc. 2) w każdej nerce usuwane są organiczne produkty odpadowe. Normalne wytwarzanie moczu zależy zatem od normalnego przepływu krwi do nerek. Nefron jest funkcjonalną jednostką nerki. Nefrony umożliwiają wydostawanie się niektórych substancji z organizmu, ale ograniczają wydostawanie się innych, na przykład komórek krwi i dużych białek.

Filtracja

Kiedy krew przepływa przez kłębuszek nerkowy (sieć naczyń włosowatych, która stanowi część nefronu), większość płynów i produktów odpadowych we krwi jest wypychana przez ściany naczyń włosowatych, filtrowana, a następnie przepływa do torebki Bowmana (ryc. 2).

Torebka Bowmana jest dwuściennym śródbłonkiem otaczającym kłębuszek nerkowy. Przesącz kłębuszkowy (około 125 ml na minutę) składa się z wody, glukozy, soli odpadowych, takich jak sód i potas, oraz mocznika. Mocznik jest najbardziej obfitym produktem odpadowym wydalanym przez nerki i powstaje z amoniaku, wysoce toksycznej substancji. Amoniak powstaje w wątrobie z rozkładu aminokwasów.

Wchłanianie

Większość przesączu kłębuszkowego, w tym większość wody, jest ponownie wchłaniana do naczyń włosowatych otaczających kanaliki proksymalne i dystalne, pętlę Henlego i kanaliki zbiorcze. Cała glukoza zostanie ponownie wchłonięta, chyba że poziom glukozy we krwi jest wysoki – ponad 8,9 milimoli na litr (mmol/l) lub 160 miligramów na decylitr (mg/dl) – w którym to przypadku część glukozy zostanie wydalona z moczem.

Sód jest również reabsorbowany, ale jego ilość jest różna, w zależności od tego, ile organizm potrzebuje do utrzymania stałego stężenia jonów sodu we krwi.

Sekrecja

Jest to ostatni etap tworzenia moczu i zachodzi w kanalikach dystalnych i zbiorczych. Substancje albo dyfundują, albo są aktywnie transportowane z naczyń włosowatych do kanalików zbiorczych w celu wydalenia ich z moczem.

Jony wodoru, jony potasu, amoniak i niektóre leki są wydzielane na tym etapie, a nerki odgrywają ważną rolę w utrzymaniu równowagi kwasowo-zasadowej w organizmie.

Końcowy skład moczu

Końcowy skład moczu jest wynikiem filtracji, wchłaniania i wydzielania przez nefrony. Nerki produkują średnio półtora litra moczu każdego dnia – składa się on głównie z wody, ma kolor słomkowy i ciężar właściwy od 1.005 do 1.030.

Mocznik, kwas moczowy, kreatynina, chlorek sodu i jony potasu są normalnymi składnikami moczu. Krew, ketony i glukoza nie są, a ich obecność może wskazywać na chorobę.

Moczowody

Mocz przechodzi z nerek do pęcherza moczowego przez moczowody, gdzie jest przechowywany do czasu eliminacji przez cewkę moczową. Mocz jest przemieszczany wzdłuż moczowodów do pęcherza moczowego dzięki skurczom perystaltycznym i sile grawitacji.

Moczowody są mięśniowymi rurkami o długości około 30 cm. Są mocno przytwierdzone do tylnej ściany jamy brzusznej i znajdują się zaotrzewnowo; nie wchodzą do jamy otrzewnej. Otwory moczowodów do pęcherza moczowego są raczej spłaszczone (w kształcie szczeliny) niż okrągłe. Jest to spowodowane skośnym kątem, pod jakim moczowody wchodzą do pęcherza, co pomaga zapobiec cofaniu się moczu do moczowodów, kiedy pęcherz się kurczy.

Przechowywanie moczu

Pęcherz moczowy jest pustym, umięśnionym workiem, który znajduje się w miednicy. U mężczyzn, podstawa pęcherza leży pomiędzy odbytnicą a spojeniem łonowym, podczas gdy u kobiet podstawa znajduje się poniżej macicy i przed pochwą.

Pęcherz moczowy przechowuje mocz i może zawierać około jednego litra, kiedy jest pełny. Jest on utrzymywany w miejscu przez otaczającą go otrzewną (choć tylko jego górna powierzchnia leży w otrzewnej) i przez silne więzadła pępkowe.

Pęcherz moczowy jest wyścielony błoną śluzową. Jest ona szczególnie gruba w okolicy otworów moczowodów i połączenia z cewką moczową, gdzie błona śluzowa działa jak lejek odprowadzający mocz do cewki moczowej, kiedy pęcherz się kurczy. Podczas mikcji, silne mięśnie w ścianach pęcherza (mięśnie detrusor) ściskają pęcherz, wypychając jego zawartość do cewki moczowej.

Kontrola opróżniania pęcherza

Otwór, określany jako szyja pęcherza, pomiędzy pęcherzem a cewką moczową, jest zamykany przez dwa pierścienie mięśni – zwieracze wewnętrzne i zewnętrzne. Zwieracz wewnętrzny zawiera włókna mięśniowe gładkie i normalne napięcie mięśniowe tych włókien utrzymuje go w stanie skurczonym; nie podlega on zatem dobrowolnej kontroli. Zwieracz zewnętrzny jest zbudowany z okrężnego pasma mięśni szkieletowych, które jest zaopatrywane przez nerw pośrodkowy i znajduje się pod dobrowolną kontrolą. Włókna te pozostają skurczone, w wyniku stymulacji centralnego układu nerwowego, z wyjątkiem okresu mikcji, kiedy się rozluźniają.

Cewka moczowa

Cewka moczowa opuszcza pęcherz moczowy w jego najbardziej dolnym punkcie i rozciąga się stamtąd na zewnątrz ciała. U kobiet wychodzi ona w pobliżu przedniej ściany pochwy i ma długość 3-5 cm. Ponieważ cewka moczowa jest krótka i wychodzi tak blisko odbytu, kobiety są szczególnie podatne na infekcje dróg moczowych.

W przypadku mężczyzn, cewka moczowa rozciąga się do czubka penisa, co stanowi łączną odległość do 20 cm (Martini, 2002). Składa się z czterech odcinków:

– Cewki moczowej prostaty, która przechodzi przez środek gruczołu krokowego;

– Cewki moczowej błoniastej, krótkiej części środkowej, przechodzącej przez mięśniówkę dna miednicy;

– Cewki moczowej pęcherzowej, która jest otoczona ciałem gąbczastym. Skurcz tych włókien mięśniowych pomaga w opróżnianiu cewki moczowej pod koniec mikcji;

– Cewka moczowa prącia, która dochodzi do czubka prącia.

Mikcja

Na najbardziej podstawowym poziomie mikcja jest prostym odruchem (Silverthorn, 2003), który wykazują niemowlęta nie nauczone korzystania z toalety (ryc. 3).

Kiedy objętość moczu w pęcherzu osiąga około 250 ml, receptory rozciągania w ścianach pęcherza są pobudzane i pobudzają czuciowe włókna przywspółczulne, które przekazują informacje do obszaru krzyżowego kręgosłupa. Informacja ta jest integrowana w kręgosłupie i przekazywana do dwóch różnych zestawów neuronów. Parasympatyczne neurony motoryczne są pobudzone i działają w celu skurczenia mięśni detrusor w pęcherzu, tak że ciśnienie w pęcherzu wzrasta i otwiera się zwieracz wewnętrzny. W tym samym czasie, somatyczne neurony ruchowe zaopatrujące zwieracz zewnętrzny przez nerw pudendalny są hamowane, pozwalając zwieraczowi zewnętrznemu otworzyć się i wypłynąć moczowi, wspomaganemu przez grawitację.

Kontrola mikcji

Dzieci i dorośli mają znaczną kontrolę nad tym, kiedy i gdzie oddają mocz. Mogą również zwiększyć lub zmniejszyć tempo przepływu, a nawet zatrzymać i rozpocząć ponownie, więc mikcja jest czymś więcej niż tylko prostym odruchem. Kontroli tej uczą się w niemowlęctwie i angażują inne włókna czuciowe w ścianie pęcherza. Włókna te przekazują informacje o stopniu wypełnienia pęcherza poprzez kręgosłup do wyższych ośrodków mózgu, wzgórza i kory mózgowej. To powoduje, że stajemy się świadomi konieczności oddania moczu i pilności sytuacji.

Te połączenia między kręgosłupem a korą mózgową nie są ustanowione do około drugiego roku życia i sugeruje się, że nauka toalety nie jest fizjologicznie możliwa do tego czasu (Martini, 2002).

Mózg jest w stanie pominąć odruch mikcji poprzez hamowanie przywspółczulnych włókien nerwowych do pęcherza i wzmacnianie skurczu zwieracza zewnętrznego (Martini, 2002). Zwieracz wewnętrzny nie otworzy się, dopóki nie zrobi tego zwieracz zewnętrzny.

Zwiększenie objętości pęcherza zwiększa aktywność receptorów rozciągania i nerwów, przez co uczucie parcia staje się bardziej dotkliwe. Kiedy jest to wygodne, ośrodki mózgowe usuwają blokadę i pozwalają na mikcję pod naszą świadomą kontrolą. Kiedy pęcherz zawiera około 500 ml, ciśnienie może wymusić otwarcie zwieracza wewnętrznego; to z kolei wymusza otwarcie zwieracza zewnętrznego i oddanie moczu następuje niezależnie od tego, czy jest to wygodne, czy nie.

Możemy zwiększyć tempo przepływu moczu poprzez skurcz mięśni brzucha i wykonanie manewru Valsalvy (wymuszony wydech przy zamkniętej głośni) (McLaren, 1996). Skurcz silnych mięśni dna miednicy może zatrzymać mocz w połowie przepływu. Dźwięk bieżącej wody również zachęca do mikcji (Silverthorn, 2003), ale niektórzy ludzie nie mogą oddać moczu w obecności innych, bez względu na to, jak wielka jest ich potrzeba.

Po mikcji, mniej niż 10 ml moczu pozostaje w pęcherzu (Martini, 2002) i cykl zaczyna się od nowa.

Potencjalne problemy związane z mikcją

Do normalnego mikcji potrzebujemy:

– Nienaruszone drogi nerwowe do dróg moczowych;

– Prawidłowe napięcie mięśniowe w obrębie detrusorów, zwieraczy i mięśni dna miednicy;

– Brak przeszkód w przepływie moczu w jakiejkolwiek części dróg moczowych;

– Normalna pojemność pęcherza;

– Brak czynników środowiskowych lub psychologicznych, które mogą hamować mikcję (McLaren, 1996).

Utrata którejkolwiek z tych normalnych funkcji może spowodować nietrzymanie moczu lub parcie na mikcję.

Zaburzenia neurologiczne mogą obejmować udar, chorobę Alzheimera lub jakikolwiek stan, w którym drogi nerwowe do i z kręgosłupa i mózgu są zablokowane lub uszkodzone. Neuroprzekaźnik acetylocholina (ACh) jest zaangażowany w przekazywanie sygnałów nerwowych w mikcji. ACh można zablokować za pomocą leku atropiny, więc mięsień detrusor nie będzie się kurczył i nastąpi zatrzymanie moczu.

Stresowe nietrzymanie moczu może wystąpić w każdym wieku. Dochodzi do niego, gdy wzrasta ciśnienie w jamie brzusznej, na przykład podczas kichania lub kaszlu. Normalnie ostry kąt między pęcherzem a cewką moczową zostaje utracony, kiedy ciśnienie brzuszne nieznacznie wzrasta, powodując wzrost ciśnienia w pęcherzu.

Laksacja i osłabienie mięśni na szyi pęcherza, wokół cewki moczowej i w dnie miednicy oznaczają, że nietrzymanie moczu występuje przy stosunkowo niewielkich zmianach ciśnienia. Wysiłkowe nietrzymanie moczu może wystąpić u mężczyzn po prostatektomii, a u kobiet po porodzie i w okresie menopauzy z powodu zmniejszonego wydzielania estrogenów (McLaren, 1996).

Kamienie nerkowe, zapalenie i powiększony gruczoł krokowy mogą utrudniać przepływ moczu i mogą powodować częstość mikcji i zatrzymanie moczu. Nowotwory pęcherza i ciąża również zmniejszają normalną pojemność pęcherza. Czynniki środowiskowe i psychologiczne mogą również wpływać na zdolność pacjenta do oddawania moczu.

Wniosek

Mikcja wymaga skoordynowanej aktywności nerwów współczulnych, przywspółczulnych i somatycznych. Wymaga również normalnego napięcia mięśniowego oraz wolności od fizycznych przeszkód i psychologicznych zahamowań. Kontrola z naszych wyższych ośrodków mózgowych pozwala nam na określenie właściwego czasu i miejsca, aby ta ważna funkcja fizjologiczna mogła zaistnieć.